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直流电流互感器

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  • 发布时间:2015/9/21 14:29:12
  • 作者:银河电气
定义
直流电流互感器是用于直流电流量值变换的互感器。它利用铁心线圈中铁心受直流和交流电流共同磁化时的非线性和非对称性,通过整流电路,将通过线圈的直流大电流按匝数反比变换成直流小电流。主要用于测量直流大电流,也在整流系统中用作电流反馈、控制和保护元件。
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直流电流互感器的原理

直流电流互感器原理示意图

  直流电流互感器原理示意图

  直流电流互感器也称磁调制原理互感器,是一种很常用的直流电流互感器,它于1936年由德国克莱麦尔(Cramar)教授研制成功,它是利用被测直流改变带有铁芯扼制线圈的感抗,间接地改变辅助交流电路的电流,从而来反映被测电流的大小。

  如上图直流电流互感器原理示意图所示,图中A与B是两个相同但各自独立的铁心。直流大电流I1流过两个初级绕组(即图中的穿通导线,相当于初级N1=1匝),两铁心上的次级绕组均为N2匝,以相反极性串接,由正弦波交流电源供电。随着电源电压极性交替变换,两铁心将轮流处于深饱和与非饱和状态。在理想条件下,电源电压U与负载电阻RN上电压之差,由非饱和铁心上的次级绕组承担,并有N1I1=N2I2或I1/I2=N2/N1(I2为次级电流),即I2和I2与匝数有反比关系。I2经整流后,可用直流电流表读出,或利用负载电阻RN上的电压降计算出。

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直流电流互感器特性

  直流电流互感器性能稳定,与分流器相比功率消耗小,能承受较大的负载。主要缺点是线性度差,二次电流纹波较大,在量程50%以下难以满足准确度的要求,它只能测量直流,且一次电流通入时要求方向正确,否则二次将输出错误的数值。另外,这种直流互感器虽可做成一次电流穿心式互感器,对于有些情况的一次系统安装不便。

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直流电流互感器的分类
  直流电流互感器总体上分为光电式直流电流互感器和零磁通式直流电流互感器。
  光电式直流电流互感器采用分流器将被测直流电流信号按一定的比例转换为低电压信号,经过一次转换器转换成光信号,并通过光纤传输至控制室,供直流输电系统测量、保护和控制使用。
  零磁通式直流电流互感器采用磁势自平衡的原理,二次转换器输出与被测直流电流幅值成比例的直流电流,并通过负载电阻转换为电压信号输出。传感器与控制室通过电缆连接。
  光学直流电流互感器基于法拉第磁光效应原理,光学元件内的线性偏振光在磁场作用下偏振面发生旋转,旋转角与被测电流大小成正比,通过测量该旋转角来间接测量被测直流电流大小。


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